PL220992B1 - Układ pomiarowy do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów sinusoidalnych o częstotliwościach 50 Hz (60 Hz) i wyższych - Google Patents
Układ pomiarowy do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów sinusoidalnych o częstotliwościach 50 Hz (60 Hz) i wyższychInfo
- Publication number
- PL220992B1 PL220992B1 PL393923A PL39392311A PL220992B1 PL 220992 B1 PL220992 B1 PL 220992B1 PL 393923 A PL393923 A PL 393923A PL 39392311 A PL39392311 A PL 39392311A PL 220992 B1 PL220992 B1 PL 220992B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- current
- transformer
- primary
- currents
- sinusoidal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 title 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 10
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest układ pomiarowy do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów sinusoidalnych o częstotliwościach 50 Hz (60 Hz) i wyższych. Układ umożliwia wyznaczanie metrologicznych charakterystyk częstotliwościowych tych przekładników bez konieczności stosowania przekładnika wzorcowego.
Ze względu na występujące w prądzie pierwotnym zaburzenia przewodzone indukcyjne przekładniki prądowe winny mierzyć z zadaną dokładnością nie tylko prądy pierwotne zawierające harmoniczną o częstotliwości 50 Hz (60 Hz), ale również harmoniczne o wyższych częstotliwościach. Obecnie katalogi tych przekładników nie podają wartości dopuszczalnych błędów prądowego i kątowego dla poszczególnych klas dokładności w przypadku występowania w mierzonym prądzie pierwotnym prądów sinusoidalnych o częstotliwości wyższej niż 50 Hz (60 Hz). Tymczasem dla pełnego scharakteryzowania właściwości indukcyjnych przekładników prądowych przy przetwarzaniu sygnałów odkształconych konieczne jest wyznaczenie ich metrologicznych charakterystyk częstotliwościowych, które w jednoznaczny sposób będą określały wartości błędów tych przekładników dla wyższych harmonicznych transformowanych prądów.
W dotychczasowych opracowaniach normatywnych dla indukcyjnych przekładników prądowych brak jest wytycznych dotyczących wymagań i sposobu badania dokładności transformacji sygnałów o częstotliwościach wyższych niż 50 Hz (60 Hz). Norma PN-EN 60044-1 określa wymagania dotyczące nowo wyprodukowanych indukcyjnych przekładników prądowych, przeznaczonych do współpracy z przyrządami pomiarowymi i elektrycznymi urządzeniami zabezpieczającymi przy częstotliwości od 15 Hz do 100 Hz. W normie tej podano wartości graniczne błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych do pomiarów i do zabezpieczeń dla prądów pierwotnych o częstotliwości sieciowej oraz sposób ich wyznaczania.
W sposobie wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników, podanym w tej normie, uzwojenie pierwotne przekładnika winno być zasilane prądem sinusoidalnym o częstotliwości sieciowej. W układzie pomiarowym stosuje się konwencjonalny przekładnik wzorcowy i skrzynkę obciążeń wykonane dla częstotliwości 50 Hz (60 Hz) oraz mostek pomiarowy kompensacyjny umożliwiający pomiar przy tej częstotliwości, co powoduje, że układ ten nie znajduje zastosowania do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych podczas transformacji prądów o częstotliwościach wyższych niż 50 Hz (60 Hz).
Układ pomiarowy do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów sinusoidalnych o częstotliwościach 50 Hz (60 Hz) i wyższych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że obwód pierwotny badanego przekładnika jest połączony, za pośrednictwem bocznika rezystancyjnego, ze źródłem prądu sinusoidalnego o regulowanej wartości skutecznej i regulowanej częstotliwości i jednocześnie z obwodem prądowym jednego z modułów dwumodułowego watomierza cyfrowego, z którym to obwodem prądowym jest połączone także źródło prądu sinusoidalnego za pośrednictwem przewodu przeprowadzonego przez szerokopasmowy przelotowy przetwornik pomiarowy prąd/napięcie. Przez szerokopasmowy przelotowy przetwornik pomiarowy prąd/napięcie jest przeprowadzony także przewód prądu wtórnego badanego przekładnika połączony z jego obciążeniem. Obwód wtórny badanego przekładnika jest połączony z obwodem prądowym drugiego modułu watomierza. Wyprowadzenia bocznika są połączone z obwodami napięciowymi obydwu modułów watomierza. Przewód prądu pierwotnego oraz przewód prądu wtórnego badanego przekładnika jest przeprowadzony przez szerokopasmowy przelotowy przetwornik prąd/napięcie tak, aby strumień magnetyczny w jego rdzeniu był proporcjonalny do różnicy wartości chwilowych prądów pierwotnego i wtórnego. Jako obciążenie przekładnika stosuje się rezystory.
Aby wyznaczyć błędy prądowy i kątowy badanego przekładnika włącza się źródło prądu sinusoidalnego i mierzy się wartość skuteczną podstawowej harmonicznej napięcia wyjściowego szerokopasmowego przetwornika prąd/napięcie, proporcjonalną do wartości skutecznej podstawowych harmonicznych różnicy prądów pierwotnego i wtórnego przekładnika, zaś na cyfrowym watomierzu odczytuje się dla podstawowej harmonicznej błąd kątowy jako wartość przesunięcia fazowego między spadkiem napięcia na boczniku w torze pierwotnym a prądem wtórnym przekładnika prądowego, po czym oblicza się błąd prądowy z zależności κη12 - Ą
Δ/ = • 100% (1).
PL 220 992 B1 w której oznaczają:
Δ1 - błąd prądowy [%],
Kn - przekładnię znamionową [A/A],
- wartość skuteczną sinusoidalnego prądu pierwotnego przekładnika prądowego [A],
- wartość skuteczną podstawowej harmonicznej prądu wtórnego przekładnika prądowego [A],
Przy wyznaczaniu błędu kątowego uwzględnia się dodatkowo przesunięcie fazowe między podstawowymi harmonicznymi napięcia i prądu bocznika, jeśli nie jest on dokładnie rezystancyjny w zadanym, podczas badania, zakresie częstotliwości prądu pierwotnego przekładnika, odczytane także z cyfrowego watomierza, po czym oblicza się błąd kątowy z zależności:
φι = ± φι ± φ2 (2), w której oznaczają φι - błąd kątowy, czyli przesunięcie fazowe między podstawowymi harmonicznymi prądów pierwotnego i wtórnego przekładnika [°], φ1 - wartość przesunięcia fazowego między podstawowymi harmonicznymi napięcia na boczniku w torze pierwotnym i prądu wtórnego przekładnika prądowego [°], φ2 - wartość przesunięcia fazowego między podstawowymi harmonicznymi napięcia i prądu bocznika [°].
Przy obliczaniu wartości skutecznej różnicy podstawowych harmonicznych prądów pierwotnego i wtórnego przekładnika uwzględn ia się dodatkowe napięcie wynikające z przesun ięcia fazowego podstawowych harmonicznych prądów pierwotnego i wtórnego przekładnika, które oblicza się z zależności:
t/d = /cĄ (72(1 - cosę^)) (3), w której oznaczają
Ud - wartość skuteczną napięcia podstawowej harmonicznej szerokopasmowego przetwornika prąd/napięcie, proporcjonalną do wartości skutecznej różnicy podstawowych harmonicznych prądów pierwotnego i wtórnego przekładnika, wynikającej z różnicy faz podstawowych harmonicznych prądów o tej samej amplitudzie [V], ι1 - wartość skuteczną sinusoidalnego prądu pierwotnego przekładnika prądowego [A], k - współczynnik przetwarzania (prąd-napięcie) szerokopasmowego przetwornika prąd/napięcie [A/V], φ1 - przesunięcie fazowe między podstawowymi harmonicznymi prądów pierwotnego i wtórnego przekładnika [°], i w końcu sporządza się charakterystyki częstotliwościowe badanego przekładnika.
Układ pomiarowy według wynalazku umożliwia przeprowadzenia badań dokładności indukcyjnych przekładników prądowych dla sinusoidalnych prądów pierwotnych o częstotliwościach wyższych niż 50 Hz (60 Hz) bez konieczności zastosowania przekładnika wzorcowego, a na podstawie wyników pomiarów można bezpośrednio obliczyć wartości błędów. Użycie układu według wynalazku umożliwia wyznaczania metrologicznych charakterystyk częstotliwościowych przekładników prądowych, co pozwala na ocenę ich dokładności także podczas transformacji prądów odkształconych.
Szerokopasmowe charakterystyki transformacji przekładników uzyskane w wyniku zastosowania układu umożliwiają analizę ich pracy podczas występowania w sieci elektroenergetycznej stanów awaryjnych w postaci zamków lub zapadów napięcia zasilającego oraz przetężeń.
Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku schematycznym.
W układzie pomiarowym do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnego przekładnika prądowego 6 obciążonego rezystorem 7, obwód pierwotny badanego przekładnika 6 jest połączony, za pośrednictwem bocznika rezystancyjnego 3, z generatorem 2 prądu sinusoidalnego o regulowanej wartości skutecznej i regulowanej częstotliwości i jednocześnie z obwodem prądowym Ip modułu I dwumodułowego watomierza cyfrowego 1. Z obwodem prądowym Ip modułu I jest połączony także generator 2 za pośrednictwem przewodu przeprowadzonego przez sondę prądową 5. Przez sondę prądową 5 jest przeprowadzony także przewód prądu wtórnego badanego przekładnika 6 połączony z jego obciążeniem 7. Obwód wtórny przekładnika 6 jest połączony z obwodem prądowym IIp drugiego modułu II watomierza 1. Wyprowadzenia bocznika 3 są połączone z obwodami napięciowymi In, IIn obydwu modułów I, II watomierza 1. Przewód prądu pier4
PL 220 992 B1 wotnego oraz przewód prądu wtórnego przekładnika 6 jest przeprowadzony przez sondę prądową 5 tak, aby strumień magnetyczny w jego rdzeniu był proporcjonalny do różnicy wartości chwilowych prądów pierwotnego i wtórnego.
Aby wyznaczyć błędy prądowy i kątowy przekładnika 6 włączono generator 2 i przy pomocy analizatora mocy i jakości zasilania 4, połączonego z sondą prądową 5, zmierzono wartość skuteczną podstawowej harmonicznej napięcia wyjściowego sondy 5, proporcjonalną do wartości skutecznej różnicy podstawowych harmonicznych prądów pierwotnego i wtórnego przekładnika 6, zaś na cyfrowym watomierzu 1 dla podstawowych harmonicznych odczytano wartość przesunięcia fazowego między spadkiem napięcia na boczniku 3 w torze pierwotnym, a prądem wtórnym przekładnika prądowego 6, przy czym uwzględniono, odczytaną także z cyfrowego watomierza 1, wartość dodatkowego przesunięcia fazowego między podstawowymi harmonicznymi napięcia i prądu bocznika 3, po czym przy wykorzystaniu podanych wyżej zależności (1) i (2) obliczono błędy prądowy i kątowy i sporządzono charakterystyki częstotliwościowe przekładnika 6. Przy obliczaniu wartości skutecznej różnicy podstawowych harmonicznych prądów pierwotnego i wtórnego przekładnika 6 uwzględniono dodatkowe napięcie, wynikające z przesunięcia fazowego podstawowych harmonicznych prądów pierwotnego i wtórnego przekładnika 6, obliczone z podanej wyżej zależności (3).
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Układ pomiarowy do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów sinusoidalnych o częstotliwościach 50 Hz (60 Hz) i wyższych, znamienny tym, że obwód pierwotny badanego przekładnika (6) jest połączony, za pośrednictwem bocznika rezystancyjnego (3), ze źródłem prądu sinusoidalnego (2) o regulowanej wartości skutecznej i regulowanej częstotliwości i jednocześnie z obwodem prądowym (Ip) jednego z modułów (I) dwumodułowego watomierza cyfrowego (1), z którym to obwodem prądowym jest połączone także źródło prądu sinusoidalnego (2) za pośrednictwem przewodu przeprowadzonego przez szerokopasmowy przelotowy przetwornik pomiarowy prąd/napięcie (5), przez który jest przeprowadzony także przewód prądu wtórnego badanego przekładnika (6) połączony z jego obciążeniem (7), zaś obwód wtórny badanego przekładnika (6) jest połączony z obwodem prądowym (IIp) drugiego modułu (II) watomierza (1), natomiast wyprowadzenia bocznika (3) są połączone z obwodami napięciowymi (In, IIn) obydwu modułów (I, II) watomierza (1).
- 2. Układ pomiarowy według zastrz. 1, znamienny tym, że przewód prądu pierwotnego oraz przewód prądu wtórnego badanego przekładnika (6) są przeprowadzone przez szerokopasmowy przelotowy przetwornik prąd/napięcie (5) tak, aby strumień magnetyczny w jego rdzeniu był proporcjonalny do różnicy wartości chwilowych prądów pierwotnego i wtórnego.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL393923A PL220992B1 (pl) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Układ pomiarowy do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów sinusoidalnych o częstotliwościach 50 Hz (60 Hz) i wyższych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL393923A PL220992B1 (pl) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Układ pomiarowy do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów sinusoidalnych o częstotliwościach 50 Hz (60 Hz) i wyższych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL393923A1 PL393923A1 (pl) | 2012-08-27 |
| PL220992B1 true PL220992B1 (pl) | 2016-02-29 |
Family
ID=46762592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL393923A PL220992B1 (pl) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Układ pomiarowy do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów sinusoidalnych o częstotliwościach 50 Hz (60 Hz) i wyższych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL220992B1 (pl) |
-
2011
- 2011-02-14 PL PL393923A patent/PL220992B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL393923A1 (pl) | 2012-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kaczmarek et al. | Proposal for extension of routine tests of the inductive current transformers to evaluation of transformation accuracy of higher harmonics | |
| Brandolini et al. | A simple method for the calibration of traditional and electronic measurement current and voltage transformers | |
| Cataliotti et al. | A novel approach to current transformer characterization in the presence of harmonic distortion | |
| Cataliotti et al. | Metrological performances of voltage and current instrument transformers in harmonics measurements | |
| Kaczmarek | A practical approach to evaluation of accuracy of inductive current transformer for transformation of distorted current higher harmonics | |
| Kaczmarek | The source of the inductive current transformers metrological properties deterioration for transformation of distorted currents | |
| Kaczmarek | Development and application of the differential voltage to single-ended voltage converter to determine the composite error of voltage transformers and dividers for transformation of sinusoidal and distorted voltages | |
| Cataliotti et al. | Rogowski coil current transducer compensation method for harmonic active power error | |
| Kaczmarek et al. | The influence of the 3rd harmonic of the distorted primary current on the self-generation of the inductive current transformers | |
| Galliana et al. | Traceable technique to calibrate clamp meters in AC current from 100 to 1500 A | |
| PL223692B1 (pl) | Sposób oceny dokładności transformacji indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów odkształconych | |
| Cataliotti et al. | Improvement of Hall effect current transducer metrological performances in the presence of harmonic distortion | |
| Cataliotti et al. | Characterization and error compensation of a Rogowski coil in the presence of harmonics | |
| So et al. | No-load loss measurements of power transformers under distorted supply voltage waveform conditions | |
| Cataliotti et al. | Characterization of clamp-on current transformers under nonsinusoidal conditions | |
| Aristoy et al. | Testing methods for measuring the effects of stray capacitances on high-voltage current transformers | |
| PL220992B1 (pl) | Układ pomiarowy do wyznaczania błędów prądowego i kątowego indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów sinusoidalnych o częstotliwościach 50 Hz (60 Hz) i wyższych | |
| Kaczmarek | Method of current transformer metrological properties estimation for transformation of distorted currents | |
| Siv et al. | Influence of burden of current transformer (IEC Standard) on the high frequency current measurement | |
| Kaczmarek et al. | Comparison of wide frequency metrological properties of inductive current transformers | |
| Mattsson | Comparison of calorimetric and electrical loss measurement methods in a frequency converter research and development application | |
| van den Brom et al. | High-current AC current transformer calibration using an automated sampling system | |
| KR100737402B1 (ko) | 가변 저항기를 사용한 전압변성기용 부담 평가장치 및 이를 이용한 평가방법 | |
| Kaczmarek | Measurements of current error and phase displacement of the CT in condition of distorted currents transformation | |
| Mohns et al. | Test equipment and its effect on the calibration of instrument transformers |